EP2504905A2 - Antriebseinheit und scheibenwischerantrieb mit einer antriebseinheit - Google Patents

Antriebseinheit und scheibenwischerantrieb mit einer antriebseinheit

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EP2504905A2
EP2504905A2 EP10768744A EP10768744A EP2504905A2 EP 2504905 A2 EP2504905 A2 EP 2504905A2 EP 10768744 A EP10768744 A EP 10768744A EP 10768744 A EP10768744 A EP 10768744A EP 2504905 A2 EP2504905 A2 EP 2504905A2
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EP
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drive unit
housing shell
reinforcing element
housing
unit according
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Guenter Kastinger
Mario Huesges
Mike Obert
Detlef Lauk
Klaus Riedinger
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
    • B60S1/06—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive
    • B60S1/16—Means for transmitting drive
    • B60S1/166—Means for transmitting drive characterised by the combination of a motor-reduction unit and a mechanism for converting rotary into oscillatory movement
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • H02K7/1163—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears where at least two gears have non-parallel axes without having orbital motion
    • H02K7/1166—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears where at least two gears have non-parallel axes without having orbital motion comprising worm and worm-wheel

Definitions

  • the invention relates to a drive unit according to the preamble of claim 1.
  • Such a drive unit is already well known, and is used in particular as part of a drive device.
  • a serving for driving electric motor is accommodated in a housing which consists of two shell-shaped, produced by deep drawing sheet metal shells. The two sheet metal shells are connected to each other.
  • Such a housing has the advantage that it is relatively easy and inexpensive to produce with low weight.
  • the disadvantage here is that some components in the housing require stable storage, which leads to problems at the relatively low sheet thicknesses used. Therefore, the known housing must be formed with relatively large plate thickness, with the plate thickness at the
  • the invention has the object, a drive unit according to the preamble of claim 1 such that it has a very high mechanical stability with the lowest possible weight.
  • This object is achieved in a drive unit with the features of claim 1.
  • the invention is the idea based, by a connected to the housing shell reinforcing element to reinforce the housing shell in the area in which the housing shell is exposed to particularly high mechanical loads. Thereby, although a relatively small plate thickness is used for the housing shell, a low weight can be achieved without thereby suffering the strength properties of the housing.
  • the reinforcing element is formed as a deep-drawn sheet metal part.
  • the reinforcing element itself can be made relatively simple and inexpensive, while maintaining low weight and high strength.
  • Reinforcement element is connected by a welded connection, in particular by at least one spot welding connection with the housing shell.
  • the reinforcing element has a receiving region for a transmission element coupled to the drive motor.
  • the reinforcing element simultaneously serves a different purpose, so that the housing shell can be formed independently of the mounting of the gear element in order to be able to assume particularly good strength values or a special geometric shape.
  • a particularly high stability of the connection in such a, having a receiving region reinforcing element with the housing shell can be achieved if the receiving area is at least partially sleeve-shaped and when the receiving area is received by positive engagement in the housing shell.
  • the sleeve-shaped in addition, for example, by a welded joint to connect the housing shell.
  • Particularly high stiffness or strength of the housing can be achieved beyond when at least one chamber-like cavity is formed between the housing shell and the reinforcing element in the covering area with the reinforcing element.
  • the housing shell in the overlap area with the reinforcing element has at least one stage.
  • the stiffened so far by the reinforcing member portion of the housing shell can be advantageously used for attachment of the drive unit by at least one fastener for at least indirect coupling of the drive unit to the to be moved in the overlap region between the housing shell and the reinforcing element on the side facing away from the reinforcing element of the housing shell Element is arranged.
  • the fastening element is particularly preferably connected by a welded connection to the housing shell.
  • a welded joint ensures by the structure change by an additional reinforcement or stabilization of the attachment area and is economically particularly favorable to produce.
  • the invention also includes a windshield wiper drive in a motor vehicle having a drive unit according to the invention.
  • a windshield wiper drive has the advantage of a relatively inexpensive construction with a particularly favorable weight, which contributes as one of the main requirements in a motor vehicle to low fuel consumption and good performance. Further advantages of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings.
  • FIG. 1 is a perspective outside view of a part of a drive unit according to the invention
  • Fig. 2 is a perspective view of the inside of a housing shell with a deep-drawn reinforcing element and
  • FIGS. 1 to 3 show a drive unit 10 according to the invention.
  • the drive unit 10 is in this case in particular part of a windshield wiper drive in a motor vehicle, wherein the otherwise not shown wiper system is driven at least indirectly by means of a protruding from a housing 1 1 of the drive unit 10 output shaft 12.
  • the housing 1 1 consists in the embodiment in particular of two, made of sheet metal and made by deep-drawing process housing half shells 13, 14, wherein in the figures, only one, upper housing shell 13 is shown in more detail.
  • the two housing shells 13 and 14 a region 15 for receiving a drive motor, not shown, in particular an electric motor.
  • the region 15 is adjoined by a further region 16, which in particular serves to receive a gear 17, as can be seen in particular with reference to FIG. 3.
  • the gear 17 includes, inter alia, a worm wheel 18 which is coupled via an outer circumference of the worm wheel 18 formed, not shown external teeth 19 with an output pinion of the electric motor.
  • the output shaft 12 is further firmly fitted, for example by a positive connection in the form of a plastic extrusion.
  • the housing shell 13 has in the region of the transmission 17 in cross section a multi-stepped shape with, for example, three horizontal steps 21 to 23 (see FIG. 3).
  • a reinforcing element 25 is arranged on the inner side 24 of the housing shell 13.
  • the reinforcing element 25 is in this case also preferably made of sheet metal and formed as a deep-drawn part.
  • the connection between the housing shell 13 and the reinforcing element 25 takes place via a plurality of spot welding connections 26 arranged on the outer edge of the reinforcing element 25.
  • spot welding connections for example continuous welds or an adhesive bond .
  • the reinforcing element 25 has a sleeve-like receiving portion 27 for receiving a stub axle 28 of the worm wheel 18.
  • the receiving portion 27 receives the stub axle 28 almost positively, so that the receiving portion 27 at the same time for supporting the worm wheel 18 and the output shaft 12 is used.
  • the receiving portion 27 is preferably fitted or pressed in a likewise sleeve-shaped portion 29 of the housing shell 13, so that the connection between the reinforcing element 25 and the housing shell 13 on the one hand via the spot welds 26 and on the other hand via the press connection between the receiving portion 27 and the sleeves - shaped section 29 takes place.
  • annular hollow chamber 30 is formed between the edge region of the reinforcing element 25 with the spot welded joints 26 and the receiving portion 27, which is pressed into the sleeve-shaped portion 29 and thus rigidly connected thereto.
  • a plurality of fasteners 32 for example in the form of studs 33, on the housing 1 1 are arranged.
  • the connection of the studs 33 on the housing 1 1 is preferably carried out by point Welded joints.
  • the studs 33 serve to couple the drive unit 10 to the wiper drive, which is otherwise not shown in any more detail.
  • the drive unit 10 described so far can be modified or modified in many ways, without departing from the spirit of the invention.
  • the reinforcing element 25 can also be made e.g. as a simple plate, i. not be designed as a deep-drawn sheet metal part.
  • Essential to the invention is solely borrowed the firm connection of a reinforcing element 25 to a housing shell 13, 14 for stiffening the housing shell 13, 14th

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit (10), mit einem Gehäuse (11) für einen Antriebsmotor, der über eine Abtriebswelle (12) mit einem zu bewegenden Element zusammenwirkt, wobei das Gehäuse (11) wenigstens eine aus Blech, insbesondere in einem Tiefziehverfahren hergestellte Gehäuseschale (13, 14) aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in dem Innenraum (24) wenigstens einer Gehäuseschale (13, 14) ein Verstärkungselement (25) angeordnet und mit der wenigstens einen Gehäuseschale (13, 14) verbunden ist.

Description

Beschreibung
Antriebseinheit und Scheibenwischerantrieb mit einer Antriebseinheit
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Eine derartige Antriebseinheit ist bereits allgemein bekannt, und wird insbesondere als Bestandteil einer Antriebseinrichtung eingesetzt. Hierbei ist ein zum Antrieb dienender Elektromotor in einem Gehäuse aufgenommen, das aus zwei schalenförmigen, im Tiefziehverfahren hergestellten Blechschalen besteht. Die beiden Blechschalen sind miteinander verbunden. Ein derartiges Gehäuse hat den Vorteil, dass es bei geringem Gewicht relativ einfach und kostengünstig herstellbar ist. Nachteilig dabei ist, dass manche Komponenten in dem Gehäuse eine stabile Lagerung erfordern, welche bei den verwendeten, relativ geringen Blechstärken zu Problemen führt. Daher müssen die bekannten Gehäuse mit re- lativ großen Blechstärken ausgebildet werden, wobei sich die Blechstärke an der
Beanspruchung des kritischsten Bauteils orientiert, was sich sowohl auf das Gewicht als auch auf die Material kosten des Gehäuses nachteilig auswirkt.
Offenbarung der Erfindung
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass sie bei möglichst geringem Gewicht eine besonders ho- he mechanische Stabilität aufweist. Diese Aufgabe wird bei einer Antriebseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, durch ein mit der Gehäuseschale verbundenes Verstärkungselement die Gehäuseschale in dem Bereich zu verstärken, in dem die Gehäuseschale besonders hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt ist. Dadurch kann, obwohl eine relativ geringe Blechstärke für die Gehäuseschale verwendet wird, ein niedriges Gewicht erzielt werden, ohne, dass hierdurch die Festigkeitseigenschaften des Gehäuses leiden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Antriebseinheit sind in den Unteransprüchen angeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kom- binationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
In einer besonders bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Verstärkungselement als tiefgezogenes Blechteil ausge- bildet ist. Dadurch kann das Verstärkungselement selbst relativ einfach und preiswert, bei gleichzeitig geringem Gewicht und hoher Festigkeit hergestellt werden.
Eine hinreichend stabile und fertigungstechnisch einfache Verbindung zwischen dem Verstärkungselement und der Gehäuseschale wird ausgebildet, wenn das
Verstärkungselement durch eine Schweißverbindung, insbesondere durch wenigstens eine Punktschweißverbindung, mit der Gehäuseschale verbunden ist.
Besonders bevorzugt ist es ebenfalls, dass das Verstärkungselement einen Auf- nahmebereich für ein mit dem Antriebsmotor gekoppeltes Getriebeelement aufweist. Dadurch dient das Verstärkungselement gleichzeitig einem anderen Zweck, so dass die Gehäuseschale unabhängig von der Lagerung des Getriebeelementes ausgebildet werden kann, um gegebenenfalls besonders gute Festigkeitswerte oder eine besondere geometrische Gestalt annehmen zu können.
Eine besonders hohe Stabilität der Verbindung bei einem derartigen, einen Aufnahmebereich aufweisenden Verstärkungselement mit der Gehäuseschale lässt sich erzielen, wenn der Aufnahmebereich zumindest teilweise hülsenförmig ausgebildet ist und, wenn der Aufnahmebereich durch Formschluss in der Gehäuse- schale aufgenommen ist. Dadurch ist es auch nicht erforderlich den hülsenförmi- gen Abschnitt zusätzlich z.B. durch eine Schweißverbindung mit der Gehäuseschale zu verbinden.
Besonders hohe Steifigkeiten bzw. Festigkeiten des Gehäuses lassen sich darüber hinaus erzielen, wenn zwischen der Gehäuseschale und dem Verstärkungselement im Überdeckungsbereich mit dem Verstärkungselement wenigstens ein kammerartiger Hohlraum ausgebildet ist.
Um einerseits die Gehäuseschale im Überdeckungsbereich mit dem Verstärkungselement möglichst einfach herstellen zu können, sowie andererseits durch die Gestaltung der Gehäuseschale selbst bereits eine besonders hohe Festigkeit zu erzielen, ist es in einer weiteren vorteilhaften konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Gehäuseschale im Überdeckungsbereich mit dem Verstärkungselement wenigstens eine Stufe aufweist.
Der soweit durch das Verstärkungselement versteifte Bereich der Gehäuseschale lässt sich vorteilhafterweise zur Befestigung der Antriebseinheit verwenden, indem im Überdeckungsbereich zwischen der Gehäuseschale und dem Verstärkungselement auf der dem Verstärkungselement abgewandten Seite der Gehäuseschale wenigstens ein Befestigungselement zur zumindest mittelbaren An- kopplung der Antriebseinheit an das zu bewegende Element angeordnet ist.
Besonders bevorzugt wird hierbei das Befestigungselement durch eine Schweißverbindung mit der Gehäuseschale verbunden. Eine derartige Schweißverbindung sorgt durch die Gefügeänderung durch eine zusätzliche Verstärkung bzw. Stabilisierung des Befestigungsbereiches und ist wirtschaftlich besonders günstig herstellbar.
Die Erfindung umfasst auch einen Scheibenwischerantrieb in einem Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit. Ein derartiger Scheibenwischerantrieb hat den Vorteil eines relativ preiswerten Aufbaus bei besonders günstigem Gewicht, welches als eine der Hauptanforderungen in einem Kraftfahrzeug zu günstigen Kraftstoffverbräuchen sowie guten Fahrleistungen beiträgt. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
Diese zeigen in:
Fig. 1 eine perspektivische Außenansicht auf einen Teil einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht auf die Innenseite einer Gehäuseschale mit einem tiefgezogenen Verstärkungselement und
Fig. 3 einen Teillängsschnitt durch die Antriebseinheit gemäß der Fig. 1 im
Bereich des Verstärkungselements.
In den Fig. 1 bis 3 ist eine erfindungsgemäße Antriebseinheit 10 dargestellt. Die Antriebseinheit 10 ist hierbei insbesondere Bestandteil eines Scheibenwischerantriebs in einem Kraftfahrzeug, wobei die im Übrigen nicht dargestellte Wischeranlage mittels einer aus einem Gehäuse 1 1 der Antriebseinheit 10 herausragenden Abtriebswelle 12 zumindest mittelbar angetrieben wird.
Das Gehäuse 1 1 besteht im Ausführungsbeispiel insbesondere aus zwei, aus Blech bestehenden und im Tiefzieh verfahren hergestellten Gehäusehalbschalen 13, 14, wobei in den Figuren lediglich die eine, obere Gehäuseschale 13 näher dargestellt ist.
Wie man insbesondere anhand der Fig. 1 erkennt, weisen die beiden Gehäuseschalen 13 und 14 einen Bereich 15 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Antriebsmotors, insbesondere eines Elektromotors auf. An den Bereich 15 schließt sich ein weiterer Bereich 16 an, der insbesondere zur Aufnahme eines Getriebes 17 dient, wie dies insbesondere anhand der Fig. 3 erkennbar ist. Das Getriebe 17 umfasst unter anderem ein Schneckenrad 18, das über eine am Außenumfang des Schneckenrades 18 ausgebildete, nicht näher dargestellte Außenverzahnung 19 mit einem Abtriebsritzel des Elektromotors gekoppelt ist. In dem Schneckenrad 18 ist ferner die Abtriebswelle 12 fest eingepasst, z.B. durch eine Formschlussverbindung in Form einer Kunststoffumspritzung. Die Gehäuseschale 13 weist im Bereich des Getriebes 17 im Querschnitt eine mehrfach gestufte Form mit beispielhaft drei horizontalen Stufen 21 bis 23 auf (siehe Fig. 3). Wie man insbesondere anhand der Fig. 2 erkennt, ist an der Innenseite 24 der Gehäuseschale 13 ein Verstärkungselement 25 angeordnet.
Das Verstärkungselement 25 ist hierbei bevorzugt ebenfalls aus Blech hergestellt und als Tiefziehteil ausgebildet. Die Verbindung zwischen der Gehäuseschale 13 und dem Verstärkungselement 25 erfolgt im Ausführungsbeispiel über mehrere, am äußeren Rand des Verstärkungselements 25 angeordnete Punktschweißver- bindungen 26. Ergänzend wird erwähnt, dass anstelle von Punktschweißverbindungen selbstverständlich auch andersartige Verbindungen verwendet werden können, beispielsweise durchgehende Schweißnähte oder eine Klebeverbindung.
Wie man insbesondere anhand der Fig. 3 erkennt, weist das Verstärkungselement 25 einen hülsenartigen Aufnahmeabschnitt 27 zur Aufnahme eines Achsstummels 28 des Schneckenrades 18 auf. Hierbei nimmt der Aufnahmeabschnitt 27 den Achsstummel 28 nahezu formschlüssig auf, so dass der Aufnahmeabschnitt 27 gleichzeitig zur Lagerung des Schneckenrades 18 bzw. der Abtriebswelle 12 dient. Der Aufnahmeabschnitt 27 ist bevorzugt in einem ebenfalls hül- senförmigen Abschnitt 29 der Gehäuseschale 13 eingepasst bzw. eingepresst, so dass die Verbindung zwischen dem Verstärkungselement 25 und der Gehäuseschale 13 einerseits über die Punktschweißverbindungen 26 und andererseits über die Pressverbindung zwischen dem Aufnahmeabschnitt 27 und dem hülsen- förmigen Abschnitt 29 erfolgt. Ferner erkennt man insbesondere anhand der Fig. 3, dass zwischen dem Verstärkungselement 25 und der Gehäuseschale 13 eine ringförmige Hohlkammer 30 ausgebildet ist. Hierbei befindet sich die Hohlkammer 30 zwischen dem Randbereich des Verstärkungselements 25 mit den Punktschweißverbindungen 26 und dem Aufnahmeabschnitt 27, welcher in den hül- senförmigen Abschnitt 29 eingepresst und somit starr mit diesem verbunden ist.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass im Überdeckungsbereich des Verstärkungselements 25 mit der Gehäuseschale 13 auf der dem Verstärkungselement 25 abgewandten Seite der Gehäuseschale 13 mehrere Befestigungselemente 32, z.B. in Form von Stehbolzen 33, an dem Gehäuse 1 1 angeordnet sind. Hierbei erfolgt die Verbindung der Stehbolzen 33 an dem Gehäuse 1 1 bevorzugt durch Punkt- Schweißverbindungen. Die Stehbolzen 33 dienen hierbei der Ankopplung der Antriebseinheit 10 an dem im Übrigen nicht näher dargestellten Wischerantrieb.
Die soweit beschriebene Antriebseinheit 10 kann in vielfältiger Art und Weise modifiziert bzw. abgewandelt werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So ist es beispielsweise insbesondere denkbar, für das Verstärkungselement 25 eine andere Blechdicke als für die Gehäuseschalen 13 und 14 vorzusehen. Ferner kann das Verstärkungselement 25 auch z.B. als einfache Platte, d.h. nicht als tiefgezogenes Blechteil ausgebildet sein. Erfindungswesentlich ist ledig- lieh die feste Anbindung eines Verstärkungselementes 25 an eine Gehäuseschale 13, 14 zur Versteifung der Gehäuseschale 13, 14.

Claims

Ansprüche
1 . Antriebseinheit (10), mit einem Gehäuse (1 1 ) für einen Antriebsmotor, der über eine Abtriebswelle (12) mit einem zu bewegenden Element zusammenwirkt, wobei das Gehäuse (1 1 ) wenigstens eine aus Blech, insbesondere in einem Tiefziehverfahren hergestellte Gehäuseschale (13, 14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Innenraum (24) wenigstens einer Gehäuseschale (13, 14) ein Verstärkungselement (25) angeordnet und mit der wenigstens einen Gehäuseschale (13, 14) verbunden ist.
2. Antriebseinheit nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verstärkungselement (25) als tiefgezogenes Blechteil ausgebildet ist.
3. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verstärkungselement (25) durch eine Schweißverbindung, insbesondere durch wenigstens eine Punktschweißverbindung (26), mit der Gehäuseschale (13) verbunden ist.
4. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verstärkungselement (25) einen Aufnahmebereich (27) für ein mit dem Antriebsmotor gekoppeltes Getriebeelement (18) aufweist.
Antriebseinheit nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Aufnahmebereich (27) zumindest teilweise hülsenförmig ausgebildet ist und, dass der Aufnahmebereich (27) durch Formschluss in der Gehäuseschale (13) aufgenommen ist.
Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen der Gehäuseschale (13) und dem Verstärkungselement (25) im Überdeckungsbereich mit dem Verstärkungselement (25) wenigstens ein kammerartiger Hohlraum (30) ausgebildet ist.
Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gehäuseschale (13) im Überdeckungsbereich mit dem Verstärkungselement (25) wenigstens eine Stufe (21 bis 23) aufweist.
Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Überdeckungsbereich zwischen der Gehäuseschale (13) und dem Verstärkungselement (25) auf der dem Verstärkungselement (25) abgewandten Seite der Gehäuseschale (13) wenigstens ein Befestigungselement (32) zur zumindest mittelbaren Ankopplung der Antriebseinheit (10) an das zu bewegende Element angeordnet ist.
Antriebseinheit nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Befestigungselement (32) durch eine Schweißverbindung mit der Gehäuseschale (13) verbunden ist.
10. Scheibenwischerantrieb in einem Kraftfahrzeug mit einer Antriebseinheit (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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